Serwis www.forummleczarskie.pl wykorzystuje ciasteczka (ang. cookies) w celu gromadzenia informacji, które pozwalają lepiej adaptować stronę do potrzeb i preferencji Czytelników oraz budować statystyki dotyczące oglądalności. Cookies można wyłączyć w każdej chwili w ustawieniach przeglądarki internetowej. Brak takiej zmiany oznacza możliwość zapisu w pamięci urządzenia. Więcej informacji znajdą Państwo w Polityce prywatności. Zamknij

Forum Mleczarskie Biznes 2/2017 (28)

inż. Oliwia Sokołowska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Uniwersytet Nauk Stosowanych w Offenburgu (Niemcy)

Odpady: Od odpadu do produktu – technologia FuelCal i nawóz OrCal

 

W zakładach mleczarskich ubocznym skutkiem prowadzonych procesów produkcyjnych są odpady oraz ścieki, których to właściwości fizykochemiczne powodują, że mogą one stanowić zagrożenie po przedostaniu się do środowiska. Szczególnie zwraca się uwagę na zawartość biodegradowalnych substancji i związków organicznych. Zgodnie z definicją biodegradacja to biochemiczny rozkład złożonych związków organicznych na związki proste. Przebieg biodegradacji dokonywany jest za pośrednictwem organizmów żywych (np. bakterii) w skład którego wchodzi wiele reakcji o charakterze chemiczno-biologicznym. Z kolei zdolność do ulegania procesom biodegradacji to biodegradowalność. W związku z tym jest to cecha pożądana względem odpadów, gdyż nie ma konieczności wieloletniego składowania ich celem rozłożenia na prostsze związki, a tym samym nie zanieczyszczają środowiska naturalnego jako śmieci. I tak, w przypadku odpadów pochodzących z przemysłu mleczarskiego właśnie szczególnie duża zawartość biodegradowalnych substancji organicznych i ich stosunkowo łatwy rozkład powodują wzrost zapotrzebowania na tlen do przeprowadzenia tego procesu. To zaś negatywnie oddziałuje na życie biologiczne wyższych organizmów w zbiornikach powierzchniowych wody, zwłaszcza jeśli ciekły odpad (w postaci na przykład serwatki) przedostanie się do takiego środowiska wodnego. Serwatka jest zasadniczo głównym odpadem w zakładach mleczarskich, stosunkowo problematycznym w zagospodarowaniu, powstającym jako produkt uboczny przetwarzania mleka w różnego rodzaju sery. Ogólnie, ze względu na wartość pH, wyróżnić można następujące trzy rodzaje serwatek: serwatkę kwaśną o pH mieszczącym się w zakresie 4,3-4,6, serwatkę kazeinową o pH z przedziału 4,6-4,7 oraz serwatkę słodką (podpuszczkową) o pH z zakresu 5,9-6,3. Na wartość pH wpływa sposób wytworzenia skrzepu z mleka. Serwatka kwaśna jest produktem ubocznym wytwarzania twarogów powstających jako efekt wytrącania skrzepu kwasem mlekowym, stąd wynika niska wartość pH. Z kolei serwatka kazeinowa powstaje przy produkcji kazeiny, zaś serwatka słodka (tzw. podpuszczkowa) to produkt uboczny produkcji serów twardych, półtwardych, miękkich i kazeiny podpuszczkowej. Przy produkcji kazeiny do strącania skrzepu stosuje się mocne kwasy mineralne, np. siarkowy lub solny. Istnieje wiele metod postępowania w celu zagospodarowania serwatki, co w dużej mierze zależy od jej składu oraz od zawartości cennych składników. Klasycznym postępowaniem stosowanym wobec serwatki słodkiej jest jej ponowne przetworzenie w przemyśle spożywczym. Najbardziej popularnymi metodami przetwarzania serwatki są: usuwanie laktozy poprzez nanofiltrację, demineralizacja z wykorzystaniem wymiany jonowej bądź demineralizacja poprzez elektrodializę, frakcjonowanie poprzez filtrację membranową, izolowanie składników poprzez wymianę jonową na złożu nieruchomym, izolowanie składników poprzez wymianę jonową na złożu ruchomym z modułem membranowym, zatężanie, odparowanie czy też suszenie. Sama serwatka to złożona mieszanina wielu wartościowych składników; białek, laktozy, związków wapnia i fosforu, kwasów organicznych i witamin. Białka serwatki mają wysoką wartość odżywczą, więc jego pożądane w przemyśle spożywczym funkcjonalne właściwości są szeroko wykorzystywane do produkcji żywności dietetycznej specjalnego przeznaczenia oraz wysokobiałkowych odżywek. Tak pożądanymi właściwościami białek serwatkowych są: lepkość, właściwości emulgacyjne i żelotwórcze, zdolność do utrzymywania wody i tworzenia piany. Serwatki w postaci sproszkowanej lub WPC są szeroko stosowane jako dodatki do produktów przetwórstwa garmażeryjnego, mlecznego, mięsnego, w piekarnictwie bądź cukiernictwie. Białka serwatkowe mają w swojej budowie pochodzące z cysteiny czynne grupy tiolowe redukujące nadtlenki, co z kolei powoduje to, że białka serwatkowe mogą spełniać rolę naturalnych przeciwutleniaczy, zwłaszcza w przypadku produktów mięsnych czy tych zawierających duże ilości tłuszczów roślinnych w formie emulsji typu O/W, czyli olej w wodzie. Innowacyjną metodą przetwarzania serwatki jest jej przetwarzanie na nawóz organiczno-mineralny OrCal za pomocą technologii FuelCal. Zasada działania technologii opiera się na kontrolowanej elektronicznie egzotermicznej reakcji z udziałem wysoko reaktywnego reagenta na bazie CaO. W reaktorze zachodzi proces egzotermiczny, a odwodniona i zagęszczona serwatka doprowadzana jest do temperatury ponad 140°C przy pH 12, nie angażując dodatkowych zewnętrznych źródeł energii. Substrat zatem jest w pełni zhigienizowany podnosząc tym samym wydajność procesu dzięki ponownemu wykorzystaniu powstałego ciepła. W kolejnych etapach powstaje suchy i sypki produkt o przeznaczeniu nawozowym. Woda ulega odparowaniu, a całość procesu przebiega pod ścisłą kontrolą automatyki i systemu sterowania. Niewątpliwie główną zaletą tej technologii jest przetwarzanie osadów, odpadów w miejscu ich powstania. Ograniczeniu ulega uciążliwość odorowa i ulega likwidacji obecność patogenów, owadów i bakterii.


Powstały w ten sposób nawóz o kontrolowanym uwalnianiu składników chemicznych oraz sposób jego wytwarzania został dopuszczony decyzją Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi. Cechą nawozu OrCal jest wysoka reaktywność ze związkami organicznymi zwiększająca energię dla rozwoju biologicznego w glebie, nawozy przeznaczone są do nawożenia wszystkich rodzajów gleb, które wymagają wapnowania, zwłaszcza te ubogie w substancje organiczne. Dodatkowo nawóz ten wzmacnia odporność roślin uprawnych na stres i czynniki chorobotwórcze i stres jak na przykład susza, mrozy czy skutki uboczne stosowania środków ochrony roślin. OrCal zapewnia roślinom optymalny odczyn pH w strefie korzeniowej, a także elementarne składniki odżywcze: wapń, azot, fosfor, potas, magnez, siarkę, żelazo i inne mikroelementy, białka, aminokwasy, pierwiastki śladowe. Dzięki zawartości materii organicznej użyźnia glebę. Forma hydratowa wapnia przyspiesza istotne pobieranie makroskładników przez roślinę. Taka forma przyspiesza istotne pobieranie makroskładników przez roślinę. Dzięki temu następuje stymulacja podziałów komórkowych pobudzających rozwój roślin, systemu korzeniowego i korzeni włośnikowych przede wszystkim, a to prowadzi do efektywniejszego pobierania składników pokarmowych i wody, hydrat jednocześnie optymalizuje odczyn pH w strefie korzeniowej regulując jednocześnie odczyn pH gleby. Dodatkową zaletą jest fakt, że poprawia strukturę i przydatność rolniczą gleb ubogich w próchnicę, gleb zwięzłych i słabo przepuszczalnych, gleb lekkich, słabo utrzymujących wilgoć i z tendencją do wymywania składników. Wygodna w rozsiewie sypka forma spełnia swoje zadanie odkwaszająco zarówno aplikowana doglebowo jak i pogłównie, ogólnie przyczyniając się do plonowania i poprawy parametrów plonu. Według badań Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) w Puławach nawóz powoduje wzrost biomasy roślin od 20 do 40%. Technologia FuelCal pozwala na zamknięcie procesu produkcyjnego i odpadowego w miejscu jego wytworzenia, będąc naturalnym przedłużeniem ciągu technologicznego, dodatkowo może być instalowana w bezpośredniej bliskości prasy lub wirówki. Produkt uboczny, poddany odpowiedniej, obróbce wstępnej podawany jest na węzeł reakcyjny. Zakład produkcyjny czy też mleczarnia w procesie produkcyjnym nie wytwarza już odpadu, ale pełnowartościowy nawóz organiczno-mineralny OrCal. Proces ten odbywa się zgodnie z obowiązującymi normami. Wykorzystuje on zaś wyłącznie ciepło pochodzące z reakcji chemicznej i nie występują szkodliwe emisje produktów typowych dla wysokotemperaturowych technologii przetwarzania – tlenki siarki, dioksyny, tlenki azotu i inne. Produkt nie wymaga specjalnych środków transportowych ani specjalnie dobranych procedur składowania, a do kosztów obniżających inwestycję przyczynia się wykorzystanie obecnej infrastuktury. Wszystkie parametry procesu są rejestrowane i archiwizowane przy czym możliwa jest zmiana charakterystyki pracy urządzeń np. poprzez Internet. Produkt posiada dopuszczenie nawozowe, rekomendację Głównego Inspektoratu Weterynarii, pozytywne wyniki badań IUNG Puławy, Instytutu Ochrony Środowiska, Instytutu Medycyny Wsi, aż po opinię o innowacyjności, wydaną przez Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Owocna współpraca generalnego dystrybutora nawozu OrCal z firmami z branży mleczarskiej trwa, a spółdzielnie i zakłady mleczarskie dystrybuują nawóz OrCal wśród własnych dostawców mleka w ilościach przekraczających 7000 t/rok. Nawóz OrCal cieszy się dużą popularnością i uznaniem dzięki szerokiemu wsparciu osób zaangażowanych w szkolenia co pozwala sądzić, że utrzymany zostanie trend corocznego podwajania ilości sprzedaży nawozu OrCal przez generalnego dystrybutora.

copyright
Nathusius Investments Sp. z o.o © 2008-2017
02-920 Warszawa
ul. Powsińska 23/6
tel: 22 642 43 12, fax: 22 642 36 25